植物的光合作用
万事万物的生长需要太阳，在生物发展的历史上，光合作用的出现是一件划时代的大事。
在20亿～30亿年以前，地球上生长的都是厌氧异养生物，生物不仅数量有限，种类也很少。光合作用出现后，绿色植物就大量繁殖起来，并提供了大量的生物界自制的有机物和氧气。人类和动物界赖以生存的能源直接、间接来自太阳光能，而将太阳光能转化为食物中的化学能的本领是绿色植物所特有的。绿色植物通过光合作用将吸收的太阳能用于同化空气中的二氧化碳和水，并进一步转化形成氧气等人类所必需的有机物质。在此基础上异养的生物开始出现，从此，生物界面貌大大改观，生物数量和种类增加，就形成了今天这个百花斗妍、千鸟争鸣的世界。太阳光是以辐射能提供能源的，以光能的光子或量子形式发射出来，那么，植物是如何利用太阳能进行光合作用呢？
科学家们对光合作用进行了200多年的探索，关于光合作用的最早记载从17世纪中叶开始。1779年，英国著名科学家普列斯特列和荷兰的印根豪茨首先发现绿色植物照光以后可以“净化空气”，再经过约100年，德国的萨克斯才证实照光的绿色植物中有演粉笔形成。人们的研究是值得赞赏的，但由于当时缺少正确的思路，实验手段又非常落后，所以研究工作进展缓慢。绿色植物是通过什么“机构”吸收太阳光能？这种吸收和利用光能的“机器”结构又是怎样的？二氧化碳到底怎样被固定、同化再转化为淀粉的？氧气又是怎样放出来的？那时都无法了解。直到20世纪，对于光合作用的研究才加快了步伐。特别是20世纪40年代以后，实验技术有了很大发展，通过各种分离、提取技术可以得到叶绿体及其色素和其他组成部分，高分辨率的显微镜尤其是电子显微镜用来观察光合器官的精细结构，这些技术的应用将研究工作推向深入。
经过精心的研究，科学家们发现植物吸收光能的部位是叶绿体，叶绿体是一个结构复杂的细胞器，它由基粒和间质两部分组成，基粒是一个由片层膜组成的囊状体，膜上存在着叶绿体色素和蛋白质。叶绿体色素和蛋白质可组成不同类型的复合体，不同类型的复合体各执行不同的机能。有的色素复合体专管吸收光能，被称“捕光色素”复合体；有的则担负起光能转移的功能，所有吸收的光能最终都集中到一个色素中心复合体，在那里进行电荷分离形成电子和质子，促使水的光解。
经过成千上万科学工作者的努力，动用了世界上最先进的科学仪器和技术，人们对光合作用已经越来越了解了，光合作用的揭示指日可待。
植物与真菌的依恋
植物与真菌相互依恋，它们共存共亡，这种现象在很长时间内都是个难解之谜。
在100多年前，一种叫水晶兰的植物引起了科学家的广泛关注。水晶兰的身上没有叶绿素，茎上不长叶子，而是覆盖着无色的小鳞片，形态上很像某些寄生植物。它不具备叶绿素，显然只能摄取现成的有机养料，那么它是如何得到有机养料的呢？是像腐生植物那样完全依靠自己获取营养，还是如同寄生植物那样从树根上获取呢？
经过研究发现水晶兰不是寄生植物，它完全是从土壤里获得有机营养。水晶兰根的整个表皮覆盖着密密麻麻的某种真菌的菌丝，菌丝体比表皮本身厚1～2倍。小根的末梢是在真菌鞘里，单独或成束的菌丝从四面与真菌鞘分开，这与寄生真菌有所不同，因为寄生真菌的菌丝只在根的表面，而不会侵入到根的组织中去。显然，水晶兰是由菌丝承担了供水营养的任务，在生理上取代了根毛的作用。
水晶兰种种奇妙的现象，使更多的学者开始了对兰科植物的研究。经过研究，他们发现兰花的种子异常微小，且种子外面有厚膜包着，里面几乎没有任何贮存的营养物质，而且它们在人工条件下根本不萌芽。生物学家贝尔纳在偶然的机会检查了巢兰的一个果实，看见里面有几颗已经发了芽的种子，其实严格地说，它们已不是种子，而是极小的幼苗。贝尔纳在显微镜下解剖巢兰幼芽，发现幼芽细胞里都有极细的小纤维团，这是进入到兰花种子里的某种真菌的菌丝。当时，兰花和真菌共生的现象已为人所知，但谁也没料到，长在梭状茎上的真菌菌丝能穿过茎，传到里面成熟的种子内。为此贝尔纳提出假设：真菌进入到兰花的幼芽里绝非偶然，而是兰花种子萌芽必不可少的条件。
为了证实自己的假说，贝尔纳从兰花根上取得真菌小团，并将这些真菌小团分别放在营养冻胶上进行培养，形成类似霉菌的东西。与此同时，他在严格的消毒条件下对兰花种子进行人工培养，但兰花种子没有发芽，后来他往培养基中加了一小块“霉菌”，结果很有效，当真菌菌丝一进入种子里，种子便开始萌发，几个月后长出了正常的兰花。这样他第一次证明了兰花种子萌芽时一定要有共生真菌才行。
那么，除了兰花以外，真菌对别的植物是否也具有必不可少的作用？或者，由于它的介入会不会使某些重要的经济作物丰产高产呢？法国另一位学者康斯坦丁做了一个有趣的实验，他在法国阿尔卑斯山1400米高的山坡地同时种了（用种子而不是块根）两组马铃薯来了解真菌对马铃薯有些什么样的影响，这两组马铃薯中一组是未施过肥但有各种真菌的处女牧地，另一组是没有真菌的普通土壤地。结果第一组的马铃薯受重叠真菌的严重感染，高质量的块根大丰收，而第二组的马铃薯却连一个块根都没结，显然，用种子栽种的马铃薯离不开共生真菌。
今天，真菌与植物相互依恋的面纱正在一层层被揭开，但是科学探索永无止境，自然界仍有许多难以解释的谜团等待科学家们去探索。
人们经常说红花绿叶，为什么花儿多数是红的呢？从科学上讲又有些什么原理呢？要回答这个问题还得从生物学的角度入手。
万紫千红，大红大紫，花青素在不同的酸碱反应中所显示出来的颜色造成了花儿的多姿多彩。花和叶的细胞液里都含有花青素，这些花青素是由葡萄糖转化过来的，当花青素是酸性的时候，植物呈现红色，酸性愈强，植物的颜色愈红；当花青素是碱性的时候，植物呈现蓝色，碱性较强，植物就可能呈现蓝黑色，如墨菊、黑牡丹等；当花青素是中性的时候，植物则呈现紫色。
当然，花儿不仅仅有红、蓝和紫三种颜色。有些花儿就是黄的，如“战地黄花分外香”的菊花、“金英翠萼带春寒”的迎春花就呈现黄色。菊科植物除了黄花以外，还有很多开橙色的花。橙色与柑橘、南瓜等果实的颜色相似，而最典型的是胡萝卜，所以表现这种色彩的色素，就被称为胡萝卜素。至于有些花儿呈现白色，那是因为细胞液里不含色素的缘故。在植物界，还有些花儿会变色，例如菊花，萎谢之前微染红色，表示它这时也含有少量的花青素了。变色的一个特殊例子是添色木芙蓉，早晨初开白色，中午淡红，下午深红，一日三变，愈开愈美丽。又如八仙花，初开白色微绿，经过几天，变成淡红或带微蓝，它不像添色木芙蓉那样朝开暮落。至于一般的花，大都初开时浓艳，后渐淡褪。
此外，花儿的颜色还可以用物理学原理来解释。太阳光经过三棱镜折射，会分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。这七种颜色的光波长短不同，紫光波最短。酸性的花青素会把红色的长光波反射出来，送入我们的眼帘，我们便感觉到是鲜艳的红花。同样，中性的花青素反射紫色的光波，碱性的花青素反射蓝色的光波，胡萝卜素有不同的成分，便分别反射黄色光波或橙色光波。白花不含色素，但组织里面含有空气，因此会把光波全部反射出来。有的花瓣，表面有较多的细微而排列整齐的玻璃球似的突起，看起来好像丝绒，能够像金刚石那样强烈地反射光线，这样的花色彩就更为鲜艳，如有些月季花就是这样。
花儿呈现什么颜色还有生理上的需要。光波长短不同，所含热量也不同：红、橙、黄光波长，含热量多；蓝、紫光波短，含热量少。花的组织，尤其是花瓣，一般都比较娇嫩。在一般情况下，红、橙、黄花都生长在光照好的地方，反射含热量多的长光波，才不致引起灼伤，有保护植物体自身的作用。蓝花都生长在树林下、草丛间，反射短光波，吸收微弱的含热量多的长光波，这将有利于它的生长。白花也多阴性植物，有些夜间开放，反射了全部的光波，是另一种适应措施。自然界少有黑色的花，只有少数的花偶然有黑色的斑点，这是因为黑色吸收全部的光波，会造成热量过多，容易让自身受到伤害。
从进化的观点来看，花的颜色有一个自然选择的过程。裸子植物的花是最原始的状态，它们的花都呈绿色，而花药和花粉则呈黄色。在光谱里面，与绿色邻接的，长波一端是黄、橙和红，短波一端是青、蓝和紫，所以可以说，绿色是花色的起点，向长波一端发展，逐渐表现为黄、橙，最后出现红色；向短波一端发展，则出现青、蓝和紫。红色应是最晚出现的花色，在进化过程中居于顶峰，它最鲜艳，最耀眼。
在这个花色的自然选择的过程中，昆虫起到了至关重要的作用。亿万年前，裸子植物在地球上出现的时候，昆虫还不多。那时花色素淡，传粉受精全部依靠风力，这就是风媒花。后来出现了被子植物，昆虫也繁衍起来。被子植物的花有了花瓣，这时花瓣不再是绿色，而是比较显眼的黄色、白色或其他颜色，形状也大了，有的生有蜜腺，分泌蜜汁，有的散发芳香，因为这样更易引来了昆虫，“蜂争粉蕊蝶分香”，昆虫给花完成传粉受精的作用。
昆虫进行采蜜传粉时，有一个特殊的习性，就是经常只采访同一种植物的花朵。这个习性有利于保证同一种植物间的异花传粉，繁殖后代，同时也可以固定种的特征，包括花的颜色。因此在若干世纪以前，自然界有一种植物，花色微红，由于其中红色比较显著的花朵容易受到昆虫的注意，获得传粉的机会较多，经过无数代的选择，在悠长的岁月中，昆虫就给这种植物创造出纯正、显著、鲜艳的红色花朵。昆虫参与自然选择，制造了各种不同的植物，也为百花园增加了一道靓丽的风景。
最后，是人工选择制造了红艳的花儿。自然选择进程是缓慢的，需要经过漫长的历程才能显示它的威力。人工选择大大加快了物种变化的进程，能够在很短的时间内取得显著的成果。例如牡丹，由自然选择经过了亿万年造成的野生原种，花是单瓣的，花色也只有粉红的一种。经过人工栽培，仅就北宋中叶那一个时期来说吧，几十年工夫，就创造出多叶、千叶、楼子、并蒂等深红、肉红、紫色、墨紫、黄色、白色几十个品种。再如大丽花，原产墨西哥，只有8个红色花瓣，自从美洲发现大丽花，并开始人工培植大丽花以后，现在大丽花已有上千种形状、颜色不同的品种。又如虞美人，经过培养，已有红、黄、橙、白各种颜色，却从来没有出现过蓝色。19世纪末，美国的著名园艺育种家蒲班克发现一株花瓣上好似有一层烟雾的虞美人，特意培养，到20世纪初，便育成了各种深浅不同的蓝色虞美人，为花卉园艺增添了新的品种。
植物全息现象解疑